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ATMO : comment associer le traceur aux mesures obligatoires d'information ?

Céline Legout

p. 51-60

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Texte intégral

La loi sur l'air du 30 décembre 1996 reconnaît à chacun « le droit à l'information sur la qualité de l'air et ses effets sur la santé et l'environnement ». L'État est garant de l'exercice de ce droit, de la fiabilité de l'information et de sa diffusion. Des outils existent pour assurer cette mission, mais leur harmonisation nécessite encore de la réflexion.

De la difficulté d'utiliser l'indice ATMO pour communiquer en cas d'alerte

Rappelons succinctement en quoi consistent l'indice ATMO et les procédures d'alerte en cas de pollution atmosphérique.

Mode de calcul de l'indice ATMO

L'indice ATMO, mis au point à la demande du ministère de l'Environnement, répond à un besoin de qualifier l'air d'une zone de pollution homogène (par exemple une agglomération). Cet indice intègre obligatoirement trois polluants : dioxyde de soufre SO2, ozone O3 et dioxyde d'azote NO2, et facultativement les particules en suspension Ps. Son calcul repose sur deux conditions majeures :

Conditions sur le recueil de mesures

La durée d'intégration de mesure est différente d'un polluant à l'autre : moyenne horaire pour O3 et NO2, moyenne journalière pour SO2 et Ps. Cette différence provient à l'origine des capacités intrinsèques des appareils de mesure. Pour les particules en suspension, il peut s'agir des particules de dimension inférieures à 10 µm (PM 10) ou inférieures à 13 µm (PM 13) suivant les cas. Les teneurs sont exprimées en µg/m3.

Conditions sur la représentativité des sites

Pour traduire réellement une pollution atmosphérique de fond, chaque polluant doit être mesuré sur un minimum de deux sites répondant à des critères de densité de population précis. La concentration prise en compte au final est, pour chaque polluant, la moyenne des concentrations recueillies sur l'ensemble des sites retenus comme représentatifs.

Ainsi, les associations de surveillance de qualité de l'air reportent quotidiennement sur une grille préétablie la moyenne des maxima horaires pour O3 et NO2, ainsi que la moyenne journalière pour SO2 (et éventuellement pour Ps). Elles obtiennent ainsi trois sous-indices notés de 1 à 10 (l'échelle Ps étant confondue avec l'échelle SO2). L'indice ATMO est le plus élevé de tous.

Tableau I. Relations entre concentrations observées et indice final

Classe de l'indice

Seuils de NO2moyenne des maxima horaires (g/m3)

Seuils de O3
moyenne des maxima horaires (
g/m3)

Seuils de SO2 et Ps
moyenne des moyennes journalières (
g/m3)

Qualificatif associé

1

0 ≤ M ≤ 30

0 ≤ M ≤ 30

0 ≤ M ≤ 15

Excellent

2

31 ≤ M ≤ 60

31 ≤ M ≤ 50

16 ≤ M ≤ 30

Très bon

3

61 ≤ M ≤ 80

51 ≤ M ≤ 70

31 ≤ M ≤ 60

Bon

4

81 ≤ M ≤ 105

71 ≤ M ≤ 90

61 ≤ M ≤ 85

Assez bon

5

106 ≤ M ≤ 135

91 ≤ M ≤ 110

86 ≤ M ≤ 110

Moyen

6

136 ≤ M ≤ 155

111 ≤ M ≤ 145

111 ≤ M ≤ 150

Médiocre

7

156 ≤ M ≤ 180

146 ≤ M ≤ 180

151 ≤ M ≤ 210

Très médiocre

8

181 ≤ M ≤ 270

181 ≤ M ≤ 250

211 ≤ M ≤ 270

Mauvais

9

271 ≤ M ≤ 400

251 ≤ M ≤ 360

271 ≤ M ≤ 350

Très mauvais

10

M ≥ 401

M ≥ 361

M ≥ 351

Exécrable

Source : Citepa

Déclenchement de la procédure d'alerte

La loi sur l'air du 30 décembre 1996 impose deux strates d'information :

  • l'information du public doit être continue : la diffusion des résultats des études épidémiologiques, environnementales, de la surveillance de la qualité de l'air ainsi que des émissions dans l'atmosphère doit être périodique ;

  • l'information du public doit être immédiate en cas d'alerte : la responsabilité de cette démarche incombe au Préfet de Département (ou Préfet de Police à Paris).

Pour ce dernier point, le préfet se réfère à une procédure d'alerte en trois niveaux de gravité croissante, et portant actuellement sur les seuls NO2, SO2 et O3.

  • le niveau 1 de l'alerte correspond à une « mise en éveil des services techniques et administratifs compétents ». D'usage interne, ce niveau est atteint lorsque, pour l'un des polluants, on se rapproche dangereusement du niveau 2 de l'alerte. A ce stade, aucune mesure préfectorale n'est donc obligatoire ;

  • le niveau 2 de l'alerte correspond à une situation générant un risque pour la santé des populations les plus sensibles ;

  • lorsque le niveau 3 de l'alerte est atteint, le risque sanitaire est perceptible par l'ensemble de la population.

Lorsque ces seuils sont atteints ou risquent de l'être pour l'un des polluants, le préfet informe immédiatement le public et prend des mesures de restriction ou de suspension des activités concourant aux pointes de pollution. Ce dispositif de restriction s'applique depuis peu au trafic automobile.

Pour chacun de ces trois niveaux ont été définis localement des seuils directement inspirés de l'arrêté inter préfectoral du 25 avril 1994 de la Région Ile-de-France. Mais ils ne sont pas repris à l'heure actuelle par un texte de portée nationale.

On désigne habituellement par « seuils d'alerte » les niveaux 2 et 3 de la procédure, au risque d'une certaine ambiguïté ! Il conviendra de la lever par des appellations distinctes.

Ajoutons enfin que la définition précise de la zone géographique concernée est souvent un épineux problème (de quelle zone le capteur témoin du dépassement est-il représentatif ?).

Principales normes de qualité de l'air

Le tableau III suivant récapitule l'évolution des différents seuils normatifs : aux traditionnelles valeurs guides et valeurs limites des années 80, se sont progressivement substitués les concepts de seuil de protection de la santé, seuil d'information et seuil d'alerte, aboutissant ainsi à la mise en place de la procédure d'alerte à la pollution atmosphérique.

Tableau II. Rappel des seuils d'alerte en vigueur, exprimés en valeur horaire en µg/m3

Niveau d'alerte

Seuil

NO2

O3

SO2

1

Mise en éveil des services administratifs et techniques compétents

200

130

200

2

Seuil d'information de la population*

300

180

350

3

Seuil d'alerte

400

360

600

* Parfois appelé seuil de précaution

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Tableau III. Principales normes de qualité de l'air pour les paramètres concernés

Polluant

Réf. du texte

Valeur guide (µg/m3)

Valeur limite (µg/m3)

NO2

Dir. 85/203/CEE

135

200

SO2

Dir. /80/779/CEE

100 à 150

250 si Ps > 150
350 si Ps ≤ 150

Ps

Dir. 80/779/CEE

100 à 150

250

Polluant

Réf. du texte

Seuil de protection de la santé (g/m3)

Seuil d’information de la population (g/m3)

Seuil d’alerte (g/m3)

O3

Dir. 92/72/CEE

110

180

360

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Durée d'intégration et unités

Au sens de la Directive n° 80/779/CEE, on entend par :

- valeur guide : « concentration [...] destinée à servir à la prévention à long terme en matière de santé et de protection de l'environnement [...] ».

- valeur limite : « concentration à ne pas dépasser [...] en vue de protéger notamment la santé de l'homme »·

Ces valeurs sont exprimées en percentile 98 calculé à partir des valeurs moyennes horaires pour NO2 (journalières pour SO2 et Ps) relevées dans l'année.

Au sens de la Directive ozone, on entend par :

- seuil de protection de la santé : « concentration qui ne devrait pas être dépassée afin de sauvegarder la santé humaine en cas d'épisodes prolongés de pollution ». Cette norme est exprimée en valeur moyenne sur 8 heures (de type mobile sans recouvrement) ;

- seuil d'information de la population : « concentration au-delà de laquelle il existe des effets limités et transitoires pour la santé des catégories de la population particulièrement sensibles » ;

- seuil d'alerte : le risque décrit ci-dessus est généralisé à l'ensemble de la population.

Ces deux dernières normes sont exprimées en valeurs moyennes sur une heure.

Constatations

Dans une première approche, on peut confondre les concepts de valeur guide et seuil de protection de la santé, ainsi que les concepts de valeur limite et seuil d'information de la population. Malgré une différence d'unité, ces définitions semblent suffisamment proches.

La réglementation prend en compte le cocktail SO2 - Particules : les normes sur le dioxyde de soufre sont révisées à la baisse lorsque les teneurs en particules associées augmentent, ce qui se justifie pleinement par l'impact sanitaire de ce type de pollution dite « acido-particulaire ».

Mise en relation de l'indice ATMO et des normes

Le tableau IV fait apparaître les correspondances entre les classes de l'indice et les normes.

L'indice ATMO amalgame l'échelle du dioxyde de soufre et celle des particules, et ne permet pas de prendre en compte la synergie traduite par la réglementation. On peut néanmoins trouver dans les normes des zones de recoupement entre ces deux polluants et ce sont ces dernières (valeur guide : 150 µg/m3 et valeur limite : 250 µg/m3) que l'on compare à l'échelle ATMO.

On constate alors que, même s'il est impossible de relier par une équation simple les valeurs guides et limites à des classes spécifiques de l'indice, ATMO paraît relativement bien calé sur les normes. Aux valeurs guides correspondent en effet les classes moyennes (5 à 6 suivant les polluants), tandis qu'aux valeurs limites correspondent les classes élevées (7 à 8 suivant les polluants).

Tableau IV. Relation entre ATMO et les normes de qualité de l'air

Tableau V. Relation entre ATMO et les seuils de la procédure d'alerte

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Le dépassement du seuil d'information figure en clair, le dépassement du seuil d'alerte est en foncé.

Mise en relation de l'indice ATMO et des seuils d'alerte

Les seuils d'alerte sont exprimés en valeur horaire, ce qui permet le rapprochement entre seuils et ATMO pour le dioxyde d'azote et l'ozone, mais non pour le dioxyde de soufre.

Cohérence entre l'indice ATMO et la procédure d'alerte : un constat mitigé

Des éléments de cohérence apparaissent et méritent d'être renforcés.

Même s'il est impossible de relier simplement les normes et les seuils de la procédure d'alerte, on note un rapprochement sensible entre seuil de précaution et valeurs limites pour l'ozone et le dioxyde d'azote. Cette cohérence pourrait même être renforcée : en cas d'adoption (1) de l'avis du Conseil Supérieur d'Hygiène Publique de France sur le NO2 (en date du 4 juillet 1996), le seuil de précaution pour le NO2 serait abaissé de 300 à 200 µg/m3 en moyenne horaire. On noterait alors un déclenchement du niveau 2 de l'alerte pour un indice ATMO égal à 8, ce qui serait comparable à l'ozone. Cependant, pour poursuivre le parallèle, il faudrait s'assurer que le dépassement du seuil de précaution pour le NO2 s'accompagne d'un basculement de l'indice ATMO de la classe 7 à 8, autrement dit que la classe 8 soit bornée par une limite inférieure égale à 201 µg/m3 et non 181 µg/m3.

De plus les seuils d'alerte pour NO2 et O3 sont bien calés sur ATMO puisqu'il y correspond un indice Exécrable (10).

L'inadéquation du dioxyde de soufre dans le dispositif

La cohérence notée pour l'ozone et le dioxyde d'azote entre normes, seuils d'alerte et échelle ATMO n'est pas retrouvée pour le dioxyde de soufre et ce, pour deux raisons :

- une échelle ATMO inadéquate : d'une part, comme il a été dit, les effets synergiques entre SO2 et Ps ne sont pas pris en compte ; d'autre part, l'intégration des moyennes journalières dans le calcul de l'indice ne permet pas de rapprochement avec les seuils d'alerte définis en valeur horaire. Pour ce deuxième point, on peut se demander quel intérêt il y a à conserver cette unité, alors que les capteurs 'modernes' permettent désormais le recueil des valeurs horaires pour ces deux polluants ;

- des seuils d'alerte qui semblent trop élevés : le seuil d'alerte pour le SO2 est actuellement fixé à 600 µg/m3. Or, l'Organisation Mondiale de la Santé recommande une « valeur maximale horaire de 350 µg/m3 approximativement » en compatibilité avec la « guideline actuelle, fixée à 500 µg/m3 sur dix minutes » (Source : WHO Regional Publications, European Series, n° 23). Les propositions du groupe de travail pour la révision des guidelines, parues en novembre 1996, vont même plus loin : cette concentration, observée sur trois heures consécutives, deviendrait une « Alert Threshold », ou seuil d'alerte. La publication de ces recommandations révisées était prévue pour l'été 1997.

Illustrons ces incohérences par l'étude du pic de pollution soufrée et azotée qu'a connu l'agglomération lyonnaise en janvier 1997 (cf. annexe)]. Les seuils d'alerte retenus à Lyon sont conformes à l'arrêté interpréfectoral francilien. Le 14 janvier, cette ville se réveillait asphyxiée par le dioxyde de soufre (des teneurs horaires supérieures à 1 000 µg/m3 sont relevées sur plusieurs sites). Le pic s'étale sur une dizaine d'heures. Le niveau 3 de l'alerte est déclenché. Le lendemain, les concentrations en SO2 redeviennent habituelles, mais on assiste à un pic azoté sur une dizaine d'heures : de nouveau, le niveau 3 de l'alerte est déclenché. Comment varie ATMO sur cet épisode ? Le 15 janvier, ATMO est à 9 (la qualité de l'air est très mauvaise) et c'est le dioxyde d'azote le responsable. Le 14 janvier, lors du pic soufré, ATMO est à 8 mais paradoxalement, c'est encore pour le dioxyde d'azote que le sous-indice est le plus élevé ! On démontre ainsi que l'échelle ATMO n'accorde pas le même poids aux polluants.

Vers une refonte de l'indice ATMO

Le cas SO2 : revoir les seuils d'alerte et l'échelle ATMO

Compte tenu de la légitimité certaine de l'indice ATMO vis-à-vis des normes, compte tenu de la cohérence rencontrée entre ATMO et seuils d'alerte pour l'ozone et le dioxyde d'azote, compte tenu enfin de la recommandation de l'OMS, il semble intéressant de discuter les points suivants :

La révision à la baisse des seuils d'alerte pour le dioxyde de soufre

Il apparaît nécessaire de s'interroger sur la légitimité du seuil d'alerte actuel pour SO2. Un abaissement de cette valeur de 600 à 350 µg/m3 semblerait cohérent au vu des recommandations de l'OMS. Cette réduction du seuil d'alerte s'accompagne inévitablement d'un abaissement du seuil d'information de la population : on pourrait envisager, en référence au tableau ATMO et par analogie avec l'ozone et le dioxyde d'azote, un seuil égal à 250 µg/m3 approximativement.

La révision de l'échelle ATMO pour le dioxyde de soufre

Il semble opportun dans un premier temps de modifier la donnée statistique prise en compte : les valeurs horaires sont plus compatibles avec la gestion d'alerte que les valeurs journalières. Les capteurs sont en effet désormais capables de recueillir des mesures horaires.

Cette révision doit également s'accompagner d'une réflexion sur l'intégration dans l'indice du cocktail SO2 et Ps, dont l'agressivité sur l'appareil respiratoire est confirmée d'étude en étude.

Ces corrections visent à aboutir à un schéma trivial reliant ATMO à la procédure d'alerte :

- ATMO est à 8, la qualité de l'air est mauvaise
le niveau 2 de l'alerte est déclenché ;

- ATMO est à 10, la qualité de l'air est exécrable
le niveau 3 de l'alerte est déclenché.

Ces modifications donnent un poids équivalent entre polluants au sein d'ATMO et permettraient ainsi d'asseoir de façon adéquate cet outil environnemental dans les procédures obligatoires d'information et de communication sanitaires. On peut aller plus loin en diminuant la fréquence de calcul de l'indice jusqu'à permettre un déclenchement de l'alerte « en temps réel », faisant ainsi d'ATMO un outil d'aide décisionnel clair.

Synthétiser l'indice ATMO pour prévenir les difficultés opérationnelles ?

Cependant, quatre réflexions complémentaires méritent discussion :

1. Supposons que l'indice ATMO atteigne l'indice 9 : cela signifie que la qualité de l'air s'est dégradée depuis le dépassement du seuil d'information de la population, sans que pour autant des actions plus sévères soient mises en place par les autorités locales. Est-ce justifiable ?

2. La disproportion entre les qualificatifs employés pour l'indice et la relative faiblesse des mesures mises en place en cas d'alerte peut paraître choquante. La première phase de la procédure d'alerte commence à l'indice 8 sur une échelle qui en compte 10, et l'on doit encore attendre que l'indice soit « exécrable » pour que des mesures plus sévères soient mises en place.

3. L'utilité des 7 stades indicateurs d'un « tout va bien » mérite réflexion. S'ils se justifient sur des critères environnementaux (protection de la végétation, du bâti...), leur nombre paraît peu adapté pour une communication d'alerte. Sur le plan sanitaire, est-il alors essentiel (et facile) de différencier une qualité de l'air « médiocre » d'une qualité « moyenne », ou « assez bonne » ?

4. Ajoutons encore que, dans l'imaginaire collectif, une note doit évaluer la qualité et non la non-qualité d'une donnée. Comme l'a fait remarquer la société « Savoir Pour Agir » dans son enquête d'opinion réalisée en 1995 à la demande du ministère de la Santé, il semble plus logique d'inverser l'échelle de l'indice : à « 10 » devrait correspondre une qualité de l'air Excellente.

Sous ces nouveaux angles, on pourrait alors imaginer s'affranchir des dix échelons de l'indice ATMO et ne conserver que trois niveaux distincts, à la manière des feux de circulation (cette symbolique est parlante pour tous mais il ne s'agirait pas d'inciter maladroitement à un recours à l'automobile !!!). Une représentation sous forme de nuages plus ou moins menaçants pourrait être étudiée.

Tableau VI. Proposition d'une échelle ATMO et des seuils d'alerte révisés pour le SO2

Classe de l'indice

Seuils de NO2moyenne des maxima horaires (µg/m3)

Seuils de O3moyenne des maxima horaires (µg/m3)

Seuils de SOet Ps
moyenne des maxima horaires (µg/m
3)

Commentaires

1 à 7

0 ≤ M ≤ 300*

0 ≤ M ≤ 180

0 ≤ M ≤ 250

--

8 à 9

301 ≤ M ≤ 400

181 ≤ M ≤ 360

251 ≤ M ≤ 350

Niveau 2

10

M ≥ 401

M ≥ 361

M ≥ 351

Niveau 3

* Gardons à l'esprit que cette valeur est appelée à être révisée à la baisse (200 µg/m3) d'après l'avis du CSHPF...

Précisons encore que :

- cette structure est évolutive : elle s'adapte aux changements susceptibles d'intervenir sur les seuils d'alerte ;

- cette structure est extensible à l'arrivée d'autres polluants, comme le prévoit la Directive cadre Évaluation et Gestion de la Qualité de l'Air de 1996 ;

- le principe du niveau de « mise en éveil des services techniques et administratifs compétents » n'est pas remis en cause : d'usage interne, il serait atteint lorsqu'on se rapproche dangereusement du feu orange ;

- la loi sur l'air mentionne, en son article 5, que la procédure d'alerte doit également être mise en place « lorsque le seuil d'alerte risque d'être dépassé ». Un groupe de travail est réuni sur le thème de la révision de l'arrêté inter préfectoral du 25 avril 1994 et propose d'élaborer un seuil de « mobilisation » intermédiaire entre le deuxième et le troisième niveau, répondant ainsi à ce cas de figure particulier. Si cette idée est reprise, rien ne sera plus aisé que de l'intégrer dans la nouvelle grille ATMO. Outre le fait qu'il serait en adéquation avec les textes réglementaires, ce niveau intermédiaire permettrait de conserver une procédure d'alerte en trois temps, telle que se la sont appropriée public et médias. Il conviendrait alors d'adapter la symbolique ;

- reste à discuter de la fréquence de calcul de l'indice : un abaissement vers un pas horaire permettrait de déclencher l'alerte depuis ATMO. Est-ce faisable, est-ce rentable ?

- enfin, un bémol notable à cette structure : elle ne rend toujours pas compte de la synergie Ps/SO2 En revanche, en ce qui concerne les particules, des discussions sont en cours sur la définition des seuils de précaution et d'alerte.

Conclusion

Il semble pertinent et opportun de remanier l'indice ATMO, pour dans un premier temps renforcer la cohérence de l'indice vis-à-vis de l'alerte, mais aussi pour en taire un outil amélioré pour l'information en continu (l'indice devient plus parlant pour la population grâce à la symbolique des trois niveaux, à la manière des feux tricolores). Il est possible également de transformer ATMO en outil d'aide à la décision en cas d'alerte. Une réflexion globale doit s'imposer pour ne pas conduire à remodeler cet indice fréquemment. Ce qui serait en effet source de scepticisme, tant de la part du public que des partenaires de la Santé, sentiment qui s'exprime dès lors que les habitudes sont bouleversées rapidement.

Remerciements à Mme J. COLOSIO, SORM, Paris et Mmes B. MOISONNIER et V. LOSTE, DDASS 69, Lyon pour leur contribution à ce travail.

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1  Le projet de décret d'application de la loi sur l'air laisse la possibilité aux Ministères de la Santé et de l'Environnement de définir des seuils de précaution par arrêté conjoint.

Annexes

Tableau VII. Proposition d'un indice ATMO à trois niveaux et grille simplifiée des concentrations

Classe de l'indice

Seuils de NO2 moyenne des maxima horaires (µg/m3)

Seuils de O3 moyenne des maxima horaires (µg/m3)

Seuils de SO2et poussières
moyenne des maxima horaires (µg/m
3)

Commentaires

Feu vert

0 ≤ M ≤ 200

0 ≤ M ≤ 180

0 ≤ M ≤ 250

L'impact sanitaire est acceptable (les valeurs limites sont respectées)

Feu orange

201 ≤ M ≤ 400

181 ≤ M ≤ 360

251 ≤ M ≤ 350

Le seuil d'information est dépassé : risque pour les personnes sensibles

Feu rouge

M ≥ 401

M ≥ 361

M ≥ 351

Le seuil d'alerte est dépassé, risque pour la population entière

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Pour citer ce document

Référence papier : Céline Legout « ATMO : comment associer le traceur aux mesures obligatoires d'information ? », Pollution atmosphérique, N°157, 1998, p. 51-60.

Référence électronique : Céline Legout « ATMO : comment associer le traceur aux mesures obligatoires d'information ? », Pollution atmosphérique [En ligne], N°157, mis à jour le : 11/07/2016, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/pollution-atmospherique/index.php?id=3451

Auteur(s)

Céline Legout

Élève ingénieur Génie Sanitaire, École Nationale de la Santé Publique